cn_higalim_4_conservação]

01-04-2011

1

HIGIENE DOS ALIMENTOS4. Os microrganismos e a conservao dos alimentos

Objectivos

Conhecer os mtodos de que a indstria alimentar moderna dispem para evitar a deteriorao microbiana dos produtos

Compreender, com base numa perspectiva histrica, a evoluo dos mtodos empregues para conservar os alimentos

Compreender as bases tericas subjacentes aos mtodos de processamento estudados

Conhecer as vantagens e desvantagens de cada mtodo de conservao

Avaliar criticamente os efeitos a longo prazo das tcnicas de conservao actualmente empregues

01-04-2011

2

Contedos

4.1. Processamento trmico

4.2. Armazenagem a baixas temperaturas4.2.1. Refrigerao

4.2.2. Congelao

4.3. Conservantes4.3.1. cidos orgnicos e steres

4.3.2. Nitrito

4.3.3. Dixido de enxofre

4.4.4. Conservantes naturais

4.4. Modificao da atmosfera de embalagem

4.5. Controlo da actividade da gua

4.6. Compartimentao

4.1. Processamento trmico

01-04-2011

3

Processamento trmico. Histria

Nicolas Appert, 1810 descoberta do calor como agente conservante dos alimentosPasteur mecanismo de aco do calor: inactivao de microrganismos causadores de putrefaco

4.1. Processamento trmico. Histria

Primeira patente para o uso de latas Reino Unido, 1810Primeira fbrica de enlatados Londres, 1812

01-04-2011

4

Tipos de processamento trmico

Apertizao Pasteurizao Processamento UHT

Pasteurizao

Tipicamente, 60 80C por alguns min Objectivos:

Eliminao de microrganismos patognicos Imposio legal em produtos de elevado risco

Melhora a sua segurana (leite, ovos lquidos, misturas para gelados)

Tambm pode destruir deteriorantes

01-04-2011

5

Pasteurizao

Prolongamento da vida de prateleira Principal objectivo da pasteurizao de produtos

cidos (sumos, cerveja, pickles, molhos)

Contributo bastante pequeno se o alimento no tiver outros factores que contribuam para a inactivao dos mos (acidez, a

w)

Esporulados, Gram-positivos no esporulados (Enterococcus, Microbacterium, Arthrobacter) conseguem sobreviver e deteriorar temp. ambiente

Necessidade de refrigerar o produto

Apertizao

processos em que os nicos organismos que sobrevivem ao processamento no so patognicos e no conseguem desenvolver-se no produto nas condies normais de armazenagem

produtos apertizados tm vidas de prateleira longas, mesmo armazenados temperatura ambiente

01-04-2011

6

Apertizao

Apertizao = esterilizao comercial Prefervel apertizao esterilizao implica ausncia total de mos

alimento apertizado no necessariamente estril - poder no estar completamente isento de mos viveis

num alimento enlatado, num clima temperado, no faz mal terem sobrevivido alguns esporos viveis dum termfilo no conseguiro desenvolver-se temperatura ambiente

Quantificao da morte trmica dos microrganismos

Morte microbiana pelo calor processo de primeira ordem:

a uma dada temperatura letal, a taxa de morte depende do nmero de clulas viveis presentes

dN/dt = cN (40)dN/dt - taxa de morte

N - nmero de clulas viveis presentes

c - constante de proporcionalidade

sinal negativo - N diminui

01-04-2011

7


Para obter informao sobre o nmero de clulas que sobrevivem aps diferentes perodos de aquecimento, pode integrar-se (40) entre o tempo zero e o tempo t:

loge (N/N0) = ct (41)N e N0 - nmeros de clulas viveis presentes, respectivamente,

nos tempos t e 0


mais simples usar logaritmos de base 10:

log10 (N/N0) = kt (42)

K = c/loge10 = c/2,303

01-04-2011

8

Representao grfica delog10 (N/N0) = kt

Representao grfica delog10 (N/N0) = kt - valor D

medida da resistncia trmica dum microrganismo

til para determinar a letalidade do processo trmico

valor D = tempo de reduo decimal = tempo necessrio, a uma dada temperatura, para que a populao sobrevivente sofra uma reduo de um ciclo logartmico, isto , de 90%

temperatura indica-se como ndice, por ex., D65

01-04-2011

9

Cculo de D

Inverso do declive (1/k) D = (t2 t1)/(log N1 log N2) (43)N1 e N2 - nmeros de sobreviventes ao fim de t1 e t2, respectivamente

no possvel prever com certeza absoluta o nmero de redues decimais que um processo trmico dever atingir para que um produto fique estril (a sua letalidade) log N2 uma impossibilidade matemtica quando N2 = 0

Cculo de D

populao microbiana inicial = 10n

Aplica-se um processo trmico que produz n redues decimais (nD)

haver um microrganismo sobrevivente no produto (log 1=0)

01-04-2011

10

Cculo de D

Se aplicarmos um processo trmico mais intenso:

Ex: (n+1)D, (n+2)D ou (n+4)D nmero de sobreviventes ser 10-1, 10-2, ou 10-4

Do ponto de vista fsico, no faz sentido dizer que sobreviveu uma fraco dum microrganismo

Probabilidade de sobrevivncia: de 1:10, de 1:100 ou de 1:10 000 de um s microrganismo sobreviver ao processo trmico

Exemplo:

Salmonella Seftenberg 775W (+ termo-resistente)

valor D72 em leite de 1,5 s pasteurizao HTST (15 s a 72C) ir originar uma reduo de 10D no nmero de viveis

se incidncia no leite cru = 1 ufc/l, aps a pasteurizao ter reduzido para 10-10 ufc l-1, ou seja, para (1 ufc 1010 l)-1

estando o leite embalado em pacotes de 1 litro, um pacote em cada 10 bilies (1010) teria salmonela

01-04-2011

11

Exemplo:

se o nvel de contaminao do leite com salmonela fosse 104 ufc l-1, o mesmo tratamento letal teria como resultado contaminao em 1: 1 000 000 pacotes

Estes clculos simplificados na verdade subestimam o verdadeiro efeito letal -presumem aquecimento e arrefecimento instantneos

Variao de D com a temperatura

medida que a temperatura aumenta, diminui o valor D

processo exponencial para o intervalo de temperaturas usado no processamento trmico dos alimentos

01-04-2011

12

Variao de D com a temperatura: representao grfica

Variao de D com a temperatura: representao grfica

valor z - alterao de temperatura que resulta numa alterao decimal (de dez vezes, ou de um ciclo logartmico) do valor Dz = (T1 T2)/(log D1 log D2) (44)

importante para levar em conta o efeito letal das diferentes temperaturas durante um processo trmico

01-04-2011

13

Sensibilidade trmica dos

microrganismos

Quadro 4.1. Resistncia dos microrganismos ao calor

Clulas vegetativas (z ~ 5C)D (min)

Salmonella sp. D65 0,02 0,25Salmonella Seftenberg D65 0,8 1,0Staphylococcus aureus D65 0,2 2,0Escherichia coli D65 0,1Bolores e leveduras D65 0,5 3,0Listeria monocytogenes D60 5,0 8,3Campylobacter jejuni D55 1,1Endosporos bacterianos (z ~ 10C) D121B. stearothermophilus 4 5C. thermosaccharolyticum 3 4Desulfotomaculum nigrificans 2 3B. coagulans 0,1C. botulinum tipos A e B 0,1 0,2C. sporogenes 0,1 1,5C. botulinum tipo E D80

D1100,1 3,0< 1 seg

Geralmente:

psicrotrficos < mesfilos < termfilos Gram-positivos > Gram-negativos maior parte das clulas vegetativas morrem quase instantaneamente a 100C

os seus valores D dizem respeito a temperaturas apropriadas a processos de pasteurizao

01-04-2011

14

Esporos:

esporos bacterianos so em geral muito mais resistentes ao calor do que as clulas vegetativas

Alvo da apertizao

Esporos:

Os ascosporos das leveduras e os esporos assexuados dos bolores so apenas ligeiramente mais resistentes do que as clulas vegetativas - morrem a temperaturas de 100C ou inferiores

temperaturas facilmente atingidas em muitos processos, p. ex. cozedura do po

ascosporos do bolor Byssochlamys fulva e dalguns outros ascomicetas: podem apresentar uma resistncia ao calor mais elevada

podem ocasionalmente causar problemas em frutas enlatadas, que recebem um tratamento trmico relativamente suave

01-04-2011

15

Mecanismos da resistncia dos endosporos ao calor

Desidratao relativa Concentrao elevada de caties em especial Ca2+

Factores que afectam a sensibilidade trmica (valor D)

Sensibilidade intrnseca do microrganismo

Fase do crescimento clulas da fase estacionria mais resistentes do que as da fase de cresimento exponencial

Composio qumica do meio Presena de lpidos e protenas protege os mos Ex. do leite achocolatado

01-04-2011

16

Factores que afectam a sensibilidade trmica (valor D) -exemplo

Desvios linearidade logartmica

01-04-2011

17

Desvios linearidade logartmica - motivos

um aumento aparente do nmero de viveis ou a existncia dum tempo de latncia no incio do aquecimento podem ser atribudos activao trmica dos esporos: nos momentos iniciais do aquecimento, o nmero de esporos que so activados iguala ou excede o nmero de endosporos que so destrudos

Desvios linearidade logartmica - motivos

fase de latncia tambm pode reflectir a presena de agregados de clulas, que tm que ser todas inactivadas

As caudas frequentes e muito significativas do ponto de vista prtico podem dever-se a sub-populaes de clulas com resistncia trmica mais elevada

01-04-2011

18

Acontecimentos letais devidos exposio ao calor

Danos no ADN (endosporos, clulas vegetativas)

Inactivao da germinao (endosporos) Inactivao da membrana, enzimas, ribossomas, ARN

Danos cumulativos, podem no apresentar efeito imediatamente

Clulas afectadas sub-letalmente podem recuperar se postas em meio adequado

Descrio dum processo trmico

Processos trmicos no so uniformes nem instantneos

Necessrio dispor duma grandeza de utilizao comum para descrev-los

Valor F apertizao Valor P - pasteurizao

01-04-2011

19

Valor F e valor P

parmetros que descrevem o efeito letal integrado dum processo trmico em termos de minutos a uma dada temperatura indicada em ndice

Valor F

Se F121

= 4 a combinao de tempos etemperaturas especfica desse processoequivale a:

aquecimento instantneo a 121C manuteno quela temperatura por 4minutos

arrefecimento instantneo No preciso que o produto chegue a atingiros 121C durante o processamento para sefalar de F121

01-04-2011

20

O valor F depende de:

valor z do microrganismo alvo Se z = 10C, 1 minuto a 111C tem umF121=0,1

Se z = 5C, ento o valor F121

ser de 0,01

Por isso, ao falar dos valores F necessrio especificar: o valor z a temperatura

Valor F0

Para os esporos, o valor z mais comumanda volta dos 10C

o valor de F121

determinado com baseneste valor designa-se por F

0.

Para determinar o F0necessrio para um

processo, precisamos de saber o valor D

121do microrganismo alvo

o nmero de redues decimais necessrio

01-04-2011

21

Valor P ou unidades de pasteurizao

anlogo ao valor F Tambm neste caso necessrio especificar a temperatura

Se a temperatura considerada for 60C:P60= D

60(log N

0 log N)

Caso exemplo

Produtor de enlatados Alimentos de baixa acidez

01-04-2011

22

Caso exemplo

Dois objectivos: Segurana: Clostridium botulinum Estabilidade

Caso exemplo objectivo segurana

Letalidade normalmente aplicada: 12 redues decimais do nmero de esporos sobreviventes de C. botulinum(log N

0 log N = 12)

= Cozedura botulnica

01-04-2011

23

Caso exemplo objectivo segurana

D121

para o C. botulinum = 0,21 minutos F

0 da cozedura botulnica = 12 0,21 =

2,52 minutos O efeito de aplicar um processo com esteF0a um produto no qual cada lata

contenha um esporo de C. botulinum (N0

= 1): numa lata em cada 1012 sobreviver 1esporo

Caso exemplo objectivo estabilidade

a deteriorao um tipo de falha do processo mais aceitvel do que a sobrevivncia dum patognico

os requisitos de letalidade do processo no tm que ser to severos

01-04-2011

24


Para decidir o grau de severidade:1. quais seriam os custos econmicos dumadada taxa de deteriorao?

2. quais seriam os custos do processamentoadicional necessrio para reduzir a taxa dedeteriorao?

3. este processamento adicional iria resultar emperdas significativas da qualidade doproduto?


Taxa de deteriorao devida a sub-processamento usualmente aceite:

1/ 105 106 latas Equivalente a redues decimais de 5 6 no nmero de esporos de microrganismos deteriorantes

01-04-2011

25


Indicador de deteriorao: Clostridium sporogenes PA3679

valor D121

tpico de cerca de 1 min Isto traduz-se num processo com F

0= 5 6

suficiente para causar 24 30 redues decimais no nmero de esporos do C. botulinum

muito mais do que os requisitos mnimos da cozedura botulnica

Valores tpicos de F0para alguns alimentos enlatados

Espargos 2 4Feijo em molho de tomate 4 6Cenouras 3 4Ervilhas 4 6Pudim de leite 4 10Carnes com molho 8 10Batatas 4 10Cavala em salmoura 3 4Rolo de carne 6

Alimento F0

Pudim de chocolate 6

01-04-2011

26

Verificar que o valor de F0 pretendido foi atingido

Termopares colocados no ponto de aquecimento mais lento

Clculo do valor de F0 a partir da taxa de letalidade

O valor F pode ser calculado a partir dahistria trmica do produto, atribuindouma taxa de letalidade a cadatemperatura da curva de aquecimento

A taxa de letalidade, LR, a uma dada

temperatura a razo entre a taxa demorte microbiana quela temperatura ea taxa de morte microbiana a umatemperatura de referncia

01-04-2011

27

Clculo do valor de F0 a partir da taxa de letalidade

utilizando 121C como temperatura dereferncia:

LR= D

121/D

T

em que LR a taxa letal a 121C.

Comoz = (T

2 T

1)/(log D

1 log D

2)

se substituirmos T2= 121C e se T

1= T;

D2=D

121e D

1= D

T

LR= 1/10(121 T)/z

Obteno dos valores de LR

Tabelas Clculo informatizado

01-04-2011

28

Clculo da letalidade global do processo, F0

somatrio das taxas de letalidade das diversas etapas do processo

Por clculo integral:

Clculo da letalidade global do processo, F0

rea situada sob a curva que representa graficamente a taxa de letalidade em funo do tempo

Temperatura do produto; taxa de letalidade.

01-04-2011

29

Garantia da segurana dos processos trmicos

Se o ponto de aquecimento mais lento receber um tratamento apropriado, a letalidade do processo nos outros pontos ser ainda maior

Margem adicional de segurana: considerar apenas a fase de aquecimento do processo; a fase de arrefecimento tambm contribui para o efeito letal


confirmao de processos atravs de testesmicrobiolgicos embalagens inoculadas com o microrganismo emquesto so submetidas ao processo em estudo

determina-se a taxa de deteriorao ousobrevivncia

Os estudos de penetrao do calor doresultados muito mais precisos e teis asembalagens inoculadas esto sujeitas avariaes do comportamento dos mos

01-04-2011

30


Qualquer alterao em qualquer aspecto do produto ou da sua preparao requer que o processo trmico seja reavaliado

Deteriorao dos enlatados

tratamentos trmicos inadequados sub-processamento

Normalmente, crescem apenas esporulados s um sub-processamento muito grosseiro deixaria sobreviver clulas vegetativas

contaminao ps-processamento devida a fugas nos recipientes

01-04-2011

31

Latas com inchao

Acumulao de gs por crescimento de espcies proteolticas ou sacarolticas de Clostridium

Defeitos no verniz da lata que permitem que os alimentos entrem em contacto com o metal e reajam com ele Gs H2 Distingue-se do de origem microbiana por s aparecer aps armazenagem prolongada e por aumentar muito lentamente

Latas sem inchao

Deteriorao s se torna aparente ao abrir a lata

Espcies de Bacillus degradam os glcidos sem produzir gs (excepto B. macerans e B. polymyxa)

01-04-2011

32

Deteriorao dos enlatados e acidez

s temperaturas ambientes normais (

01-04-2011

33

Fugas

Costuras das latas Para evitar deteriorao no caso de fugas: exterior das latas limpo e descontaminado

gua de arrefecimento isenta de cloro

Deteriorao pr-processamento

quando o intervalo entre a preparao do produto e o processamento trmico demasiado prolongado, pode dar-se deteriorao

os microrganismos podem ser destrudos durante o processamento trmico posterior

01-04-2011

34

4.2. Armazenagem a baixas temperaturas

4.2.1. Refrigerao4.2.2. Congelao

4.2.1. Refrigerao

01-04-2011

35

Armazenagem em refrigerao

Conservao dos alimentos a 0 5 C Modifica

Taxa de deteriorao Natureza da deteriorao

Efeito selectivo sobre a microflora (inibe mesfilos, predominam psicrfilos)

Efeito sobre a fisiologia dos microrganismos

Efeito sobre a taxa de deteriorao

Taxa de crescimento dos psicrfilos nos alimentos refrigerados baixa Ex.: tempo de gerao duma Pseudomonasisolada de peixe de 6,7 h a 5C, 26,6 h a 0C

Tempo de conservao de filetes de bacalhau duplica baixando a temperatura de 2,8 para 0,3C

01-04-2011

36

Capacidade para crescer a baixas temperaturas

Associada composio e estrutura da membrana celular Maior proporo de cidos gordos insaturados de cadeia curta

Microrganismos psicrfilos: Bolores, leveduras, bactrias Gram+ e Gram Crescem a baixas temperaturas, so inactivados por temperaturas moderadamente elevadas: Excessiva fluidez da membrana Baixa estabilidade trmica de enzimas e outras protenas funcionais

Pseudomonas possuem lipases e proteases extracelulares estveis problemas na indstria dos lacticnios

Efeito das temperaturas de refrigerao sobre os mesfilos

No morrem necessariamente sofrem choque pelo frio: Uma parte da populao sofre danos, eventualmente morte

Efeito no to fcil de prever quanto o das temperaturas elevadas

01-04-2011

37

Choque pelo frio

Extenso depende de: Tipo de microrganismo

Gram-negativos mais susceptveis do que Gram-positivos

Fase de crescimento populaes em fase exponencial so mais susceptveis do que as que esto em fase estacionria

Diferencial trmico Quanto maior, mais danos

Taxa de arrefecimento Quanto mais rpida, mais danos

Meio em que as bactrias cresceram Clulas que cresceram em meios complexos so mais resistentes

Choque pelo frio

Mecanismos: Danos sofridos pelas membranas devido a transio de fase dos lpidos membranares cria poros hidrfilos que permitem fugas de contedo citoplsmico principal mecanismo

Aumento das quebras nas cadeias do ADN

Sntese de protenas do choque pelo frio

01-04-2011

38

Significado da refrigerao em termos de segurana alimentar

Refrigerao bacteriosttica, no bactericida

Essencial para a segurana alimentar: Boa qualidade microbiolgica das matrias-primas

Manipulao higinica

Significado da refrigerao em termos de segurana alimentar

Mesfilos no crescem, mas podem sobreviver Podem recuperar e voltar a crescer se as condies lhes voltarem a ser favorveis

Evita aumento de patognicos mesfilos, mas no os elimina

H patognicos que conseguem crescer a temperaturas de refrigerao

01-04-2011

39

Qualidade dos alimentos refrigerados

Nem todos os alimentos so refrigerveis: Alguns alimentos (ex.: frutas tropicais) sofrem destruio de tecidos por exposio ao frio Defeitos visuais

Acelerao da deteriorao microbiana

4.2.2. Congelao

01-04-2011

40

Congelao

Mais bem-sucedida das tcnicas de conservao de alimentos a longo prazo: Produtos assemelham-se mais aos prod. frescos do que os que foram apertizados

Excelente conservao das propriedades nutritivas

Aspectos gerais

Ponto de congelao dos alimentos < ponto de congelao da gua pura efeito dos solutos presentes Alimentos congelam a -0,5 - -3C Concentrao de solutos na gua que ainda no congelou aumenta medida que o processo de congelao progride o ponto de congelao vai gradualmente descendo e mesmo a temperaturas muito baixas (- 60C), ainda h gua que no congelou

01-04-2011

41

Aspectos gerais

Temperatura de armazenagem em congelao: geralmente < -18C No h, normalmente, crescimento microbiano

Persiste actividade enzimtica residual (microbiana ou endgena): lipases, p. ex. deteriorao do produto

Aspectos gerais

Reduo da actividade enzimtica residual: Branqueamento dos vegetais inactivao das polifenol oxidases endgenas

queimadura pelo frio defeito dos produtos congelados: Alterao da cor da superfcie devida a perda de gua por sublimao

Evita-se embalando produto em material impermevel gua ou vidrando-o (camada superficial de gelo)

01-04-2011

42

Mecanismos de inibio

Reduo da taxa das reaces devido ao decrscimo da temperatura

Reduo da actividade da gua devido formao de gelo

Efeito da congelao sobre a actividade da gua de gua pura/gelo

Temperatura (C) aw

0 1,000

-5 0,953

-10 0,907

-15 0,864

-20 0,823

-40 0,680

01-04-2011

43

Efeito da congelao sobre a actividade da gua

S tem significado do ponto de vista microbiolgico se os alimentos forem armazenados a temperaturas que permitam crescimento microbiano (> -10C)

Produtos deterioram-se por aco duma microflora especfica: bolores e leveduras simultaneamente psicrfilos e osmfilos

Efeito da congelao sobre a actividade da gua

Ex.: deteriorao de carnes armazenadas a -5 - -10C (processo lento): Pontos negros por crescimento de Cladosporium herbarum

Pontos brancos devidos ao Sporotrichum carnis

plumas devidas ao Thamnidium elegans

01-04-2011

44

Efeito das diferentes fases da congelao sobre os microrganismos

Todas as fases afectam os microrganismos

Arrefecimento at temperatura a que se inicia a congelao causa choque pelo frio

Temperatura de congelao causa mais danos e morte

Danos causados pelas temperaturas de congelao

Inicia-se a congelao intracelular: danos fsicos devidos formao de cristais de gelo no interior dos microrganismos

Diminuio da aw extracelular desidrata as clulas microbianas

Alterao da fora inica e do pH da fase aquosa interfere com a estrutura e funo de muitos dos constituintes celulares

01-04-2011

45

Danos causados pelo arrefecimento at temperatura de armazenagem

Uma vez passada a barreira dos -10C, crescimento microbiano deixa de ser possvel

Durante a armazenagem, o nmero de microrganismos viveis decresce

Decrscimo mais lento quanto mais baixa for a temperatura

Congelao e segurana microbiolgica dos alimentos

Congelao no garante por si s a segurana do alimento:Morte microbiana limitada Persistncia das toxinas Ex.: frango congelado ainda uma importante fonte de Salmonella

01-04-2011

46


Taxa de sobrevivncia Depende de:

Condies de congelao

Natureza do alimento

Composio da microflora do alimento

Muito varivel: 5 70%


Resistncia dos microrganismos congelao: No afecta endosporos bacterianos Clulas vegetativas da maioria das bactrias Gram-positivas relativamente resistentes

Clulas vegetativas das bactrias Gram-negativas bastante sensveis

Inactivao fivel de protozorios patognicos e de vermes parasitas

mas no de bactrias constituintes dos alimentos actuam como crioprotectores patognicos podem sobreviver muito tempo: Ex.: Salmonella pode sobreviver 7 anos em gelado armazenado a 23 C

01-04-2011

47

Efeito da taxa de congelao sobre a extenso da destruiode populaes microbianas

Letalidade mxima verifica-se quando a congelao lenta Pouco ou nenhum choque trmico Exposio prolongada a concentraes elevadas de solutos

Efeito da taxa de congelao sobre a qualidade dos alimentos

Congelao no foi concebida para destruir microrganismos, mas sim para minimizar perda de qualidade dos produtos Congelao rpida prefervel produto deve congelar em meia hora

Congelao lenta cristais de gelo grandes, exposio prolongada a solues com elevada presso osmtica alimento perde qualidade Maiores perdas de fluidos celulares ao descongelar

Textura do produto descongelado afectada negativamente

01-04-2011

48

Descongelao

Processo mais lento do que a congelao Exterior do alimento exposto a temperaturas relativamente elevadas pro algum tempo

Risco de crescimento de mesfilos superfcie do produto

Descongelao

Forma prefervel de descongelar: Lentamente, a baixas temperaturas Assim, ter algum efeito letal clulas ficam mais tempo expostas s temperaturas adversas, entre 0 e 10C

Microflora do alimento descongelado microflora do alimento antes de congelar Efeito letal selectivo BAL geralmente responsveis pela deteriorao de vegetais descongelados, embora representem s 1% dos vegetais frescos, cuja microflora dominada por Gram-negativos

01-04-2011

49

Descongelao

Congelao e descongelao pode tornar alimentos mais susceptveis ao ataque por microrganismos: Destruio de barreiras antimicrobianas do produto

Condensao Contudo, a deteriorao no consideravelmente mais rpida

H, no entanto, uma perda da qualidade sensorial (textura)

4.3. Conservantes qumicos

01-04-2011

50

Conservantes

Substncias que tm a capacidade de inibir, retardar ou impedir o crescimento de microrganismos ou de qualquer deteriorao resultante da sua presena, ou mascarar a evidncia de tal deteriorao

Conservantes podem ser:

Microbicidas Microbiostticos Muitas vezes, o tipo de efeito depende da dose Nas doses legalmente permitidas, so quase sempre microbiostticos: So teis para controlar baixos nveis de contaminao

No substituem boas prticas de higiene no fabrico dos alimentos

01-04-2011

51

cidos orgnicos e steres

cidos lctico e actico j estudados, actuam principalmente devido presena de cido no dissociado

01-04-2011

52

cido benzico

Ocorrncia natural: casca da cerejeira, uva do monte, ch, anis,

Para fins alimentares, usa-se o de origem sinttica

cido benzico

Activo principalmente na forma no dissociada

cido relativamente forte (pKa 4,19) eficaz apenas em alimentos cidos

Aplicao prtica: inibio de bolores e leveduras deteriorantes

Susceptibilidade das bactrias varia muito

01-04-2011

53

Mecanismo da inibio dos microrganismos pelo cido benzico

MultifactorialMolcula no dissociada interfere com a gerao de energia a nvel da membrana

Aps penetrar na clula, afecta a actividade enzimtica

Parabenos

steres do cido para hidroxibenzico So fenis Carcter cido muito mais fraco do que os outros cidos orgnicos (pKa 8,5) podem ser usados em alimentos no cidos

Actividade antimicrobiana aumenta com o comprimento da cadeia carbonada do grupo ster mas a sua solubilidade em gua diminui Desempenho nalugns alimentos pode ser fraco, por se

localizarem na fase lipdica

A membrana dalguns Gram-negativos actua como barreira - resistentes

01-04-2011

54

Mecanismo de aco dos parabenos

Actuam principalmente sobre a membrana celular Eliminam o componente pH da fora motriz de protes

Afectam produo de energia e transporte de substratos

No h indicaes de interferirem directamente com enzimas

cido srbico

cido 2,4 hexadienico (cido gordo insaturado)

Presente em bagas de plantas do gnero Sorbus

pKa 4,8 til em alimentos cidos Activo contra leveduras, bolores e bactrias catalase-positivas

No to activo contra bact. catalase-negativas Usado como agente selectivo em meios para clostrdios e BAL ou como agente inibidor de fungos em fermentaes lcticas

01-04-2011

55

cido srbico

Mecanismo de aco:Membrana Inibio de enzimas importantes (enolase, lactato desidrogenase e vrias enzimas do ciclo dos cidos tricarboxlicos

01-04-2011

56

cido propinico

pKa 4,9 Ocorrncia natural em vrias plantas Produzido por propionibactrias em certos queijos

Utilizado como inibidor de fungos em queijos e produtos de panificao (inibidor das bactrias que causam fios)

Nitrito

Empregado desde h muito na produo de carnes curadas cor e flavor caractersticos

Adicionado sob a forma de sal de sdio ou potssio ou sob a forma de nitrato

Aco antimicrobiana conhecida desde os anos 20 do sc. XX

01-04-2011

57

Nitrito aco inibidora

Inibio de muitas bactrias conc. 200 mg kg -1: Escherichia, Flavobacterium, Micrococcus, Pseudomonas,

Alguma resistncia: Salmonella, Lactobacillus


Muito importante do ponto de vista prtico: aco inibidora sobre bactrias esporuladas (ex.: Clostridium botulinum) Sobrevivem processamento trmico aplicado durante o fabrico de carnes curadas

Eficaz para concentraes > 100 mg kg-1

01-04-2011

58


Mecanismo ainda pouco conhecido: interaces complexas com vrios factores (pH, concentrao doutros sais, processamento trmico aplicado ao alimento)

Inibio bacteriana aumenta com o decrscimo do pH agente activo deve ser o cido nitroso (HNO2; pKa 3,4)


Endosporos: Inibe germinao e desenvolvimento dos esporos

Reage com outros componentes do alimento, produzindo composotos inibidores factores de Perigo (Perigo, 1960)

Clostrdios so muito sensveis aos factores de Perigo

Nas carnes no parece haver formao de factores de Perigo

01-04-2011

59


Natureza dos factores de Perigo: Sais de Roussin sais complexos de ferro e grupos nitrosilo e sulfidrilo

Mecanismo bioqumico de inibio pelo nitrito dever envolver foramo de sais de Roussin por reaco com o ferro e grupos sulfidrilo de constituintes celulares importantes: Ferredoxinas (importantes nos clostrdios para o

transporte de e- e produo de energia)

Segurana do nitrito

Desde os anos 50 do sc. XX preocupaes com a formao de N-nitrosaminas (carcinognicas) por reaco com aminas secundrias dos alimentos

Favorecida quando pH baixo

01-04-2011

60

Fontes de nitrosaminas na dieta ocidental

Ingesto diria estimada: 2 mg NaNO2 dia-1

Carnes e pescado curado (especialmente bacon frito)

Cerveja Queijo Cereais Vegetais (75% da ingesto diria) gua

Fontes de nitrosaminas na dieta ocidental

Fonte muito importante: fumo de cigarro ingesto por inalao de quantidades 100 superiores s ingeridas com alimentos

01-04-2011

61

Segurana do nitrito

Prticas seguras de produo de carnes curadas: Reduo das concentraes de nitrito usadas

Uso preferencial de nitrito e no de nitrato Aplicao de cido ascrbico inibe reaco de nitrosao

Nitrito e qualidade das carnes curadas

Produo da cor caracterstica: Reduo do nitrito a xido ntrico Reaco do xido ntrico com o ferro hmico da mioglobina nitrosomioglobina

Durante o processo de cozedura de fiambres, bacon, etc. nitrosomioglobina nitrosil hemocromo (cor rosada tpica)

Necessrio aplicar 25 mg kg-1 para obter boa formao da cor

01-04-2011

62



Formao do flavorMecanismo desconhecido Antioxidante impediria oxidao dos lpidos?

01-04-2011

63

Dixido de enxofre

Usado desde h muito queima de enxofre dentro dos recipientes de vinificao para desinfect-los

Antioxidante inibe reaces de escurecimento enzimtico e no enzimtico nalguns produtos

Mecanismo de aco do SO2

Gs incolor Dissolve-se facilmente em gua, etabelecendo um equilbrio semelhante ao do CO2, dependente do pH:

SO2 (gasoso) SO2 + H2O H2SO3 H+ + HSO3- 2H++SO32-

O H2SO3 (cido sulfuroso) um cido dibsico com valores de pKa de 1,86 e 6,91

01-04-2011

64


As formas no ionizadas do SO2 penetram mais facilmente na clula e so as que tm maior actividade antimicrobiana

Formas no ionizadas predominam quando o pH baixo maior efeito em alimentos cidos

Quando o pH neutro, o SO2 est sob a forma de ies bissulfito (HSO3-) e sulfito (SO32-)

Forma mais fcil de manipular o SO2 na indstria alimentar sob a forma de sais destes anies


SO2 bastante reactivo Agente redutor destri ligaes dissulfureto nas protenas, interfere com reaces redox

Reage com pirimidinas dos cidos nucleicos, acares e muitos metabolitos intermedirios importantes

Aspecto negativo: destri a tiamina dos alimentos

01-04-2011

65

Conservantes naturais

Tendncia presente ditada pelos consumidores Tm recebido considervel ateno:

Extractos de origem vegetal Sistema da lactoperoxidase Bacteriocinas

Natural seguro!!!!! Estricnina Toxina botulnica

4.4. Modificao da atmosfera de embalagem

01-04-2011

66

Modificao da atmosfera de armazenagem

Embalagem em atmosfera modificada Efeito principal: inibio dos aerbios de crescimento rpido que depressa deteriorariam alimentos

Anaerbios facultativos e obrigatrios so pouco afectados (clostrdios, enterobactrias)

Donde: melhora-se conservao, mas no h grande efeito sobre patognicos

Tcnica quase sempre associada a armazenagem em refrigerao

Modificao das atmosferas de armazenagem

3 processos diferentes: Embalagem a vcuo Embalagem em atmosfera modificada Embalagem em atmosfera controlada

Requisito comum aos trs: boas propriedades de barreira do material de embalagem

01-04-2011

67

Embalagem a vcuo

Retirada de ar Muito usada para carnes de alta qualidade (grossista) consumidor no gosta da cor violcea resultante da falta de oxigenao da mioglobina (cor desaparece quando se abre embalagem)

Forma-se posteriormente CO2 no interior da embalagem impede desenvolvimento a microflora aerbia

Microflora das carnes embaladas a vcuo principalmente BAL (desenvolvimento lento)

Embalagem a vcuo

Tambm usada em embalagens para venda a retalho de carnes cozinhadas, peixe e saladas prontas a comer

Frio + falta de oxignio potencial aumento do risco associado s estirpes psicrotrficas de C. botulinum

Variante da embalagem a vcuo alimentos cozidos a vcuo primeiro embalados a vcuo, depois cozinhados melhoria do flavor e aparncia, vida de prateleira mais longa

01-04-2011

68

Embalagem em atmosfera modificada (EAM)

Embalagem recebe uma mistura de gases, geralmente CO2 + O2 + N2

Composio da atmosfera no interior da embalagem altera-se durante a armazenagem respirao do produto e dos microrganismos Dissoluo do CO2 na fase aquosa Diferentes taxas de difuso dos gases atravs do material de embalagem

Embalagem em atmosfera modificada (EAM)

CO2 efeito inibidor sobre os microrganismos N2 no tem efeito inibidor, mas evita o colapso da embalagem e evita a rancificao

O2 cor vermelha da oximioglobina melhora a aparncia das carnes contudo, permite desenvolvimento, ainda que lento, dos aerbios

01-04-2011

69

Misturas usadas para a EAM dalguns alimentos

Embalagem em atmosfera controlada (EAC)

A atmosfera a que o produto fica exposto mantida constante durante a armazenagem

Usada principalmente para armazenagem e transporte de alimentos em grosso Frutas e vegetais

Exemplo mais comum mas e peras em atmosferas com 10% CO2: Retarda deteriorao por bolores Antagonista do etileno retarda a senescncia dos frutos

Expedio de carcaas refrigeradas de borrego Carnes de primeira

01-04-2011

70

4.5. Controlo da actividade da gua

Controlo da aw

Pode ser feito atravs de: Remoo da gua por mtodos fsicos

Secagem

Congelao

Liofilizao

Reduo da gua disponvel para o crescimento microbiano por adio de solutos Salga

Adio de acar

01-04-2011

71

aw e controlo da microflora nos alimentos desidratados

Crescimento microbiano no se verifica abaixo de aw 0,60

Deteriorao microbiana no possvel, mas podem ainda assim ocorrer problemas microbiolgicos

Microrganismos conseguem sobreviver importante no caso dos patognicos:

Salmonella

S. aureus

Alimentos de humidade intermdia (IMFs)

Conservados por adio de solutos Classicamente sucrose e NaCl tb pode usar-se humectantes como glicerol, sorbitol e etileno glicol Problemas com aceitao pelo consumidor para alimentos

humanos

Usados em alimentos para animais de estimao

01-04-2011

72

Segurana dos produtos de baixo aw

Baixa letalidade dos processos, longa vida de prateleira dos produtos: Essencial cumprir estritamente prticas de higiene

Boas condies de armazenagem:

Embalagem adequada

Proteco contra flutuaes da humidade/temperatura

Principais problemas microbiolgicos S. aureus, mas tb Salmonella

4.6. Compartimentao

01-04-2011

73

4.6. Compartimentao

Limitao do crescimento microbiano por compartimentao dentro do produto

Ex.: manteiga

Manteiga

2 tipos:Manteigas doces, geralmente com salManteigas maturadas feitas a partir de natas fermentadas por BAL BAL produzem:

Acetona a partir do citrato flavor

01-04-2011

74

Manteiga

Emulso de gotculas de gua em leo Teor de gordura 80% Natas pasteurizadas por processo HTST (85C, 15 s)

Batidas para fazer inverso de fases Retira-se leitelho Malaxagem para retirar ainda mais humidade

01-04-2011

75

Manteiga

Em manteiga bem feita Muitas gotculas de gua (> 1010 g-1) Dimetro > 10m Como a manteiga contm no max. 103 ufc/g, maioria das gotculas so estreis

Nas que contm mos, o crescimento mto limitado a gotcula demasiado pequena para ter grandes quantidades de nutrientes

Se a manteiga for salgada, NaCl localiza-se nas gotculas: Manteiga com conc. total de sal de 1% e 16% de humidade tem na verdade conc. de sal de 6,25% na fase aquosa

Manteiga

Poucos mos sobrevivem pasteurizao das natas mos da manteiga dependem da higiene do processamento e manipulao Qualidade da gua de processamento mto importante

M qualidade microbiolgica das natas pode influenciar qualidade organolptica da manteiga lipases termo-estveis das pseudomonas

01-04-2011

76

Margarina

Tambm conservada por compartimentao fase contnua de leo vegetal

Tendncia actual margarinas com menor teor em gordura (40%) menor estabilidade Maior humidade menor conc. de sal e conservantes (c. lctico) na fase aquosa

Maiores dimenses das gotculas mais nutrientes para o crescimento microbiano

Donde, necessidade de empregar conservantes

cn_higalim_4_conservação]

Documents

Transcript of cn_higalim_4_conservação]